YouTube был создан Стивом Ченом, Чадом Хёрдли и Джаведом Каримом — тремя бывшими работниками PayPal в Сан-Бруно, Калифорния. Они использовали технологию Flash Video (FLV), позволяющую получить относительно хорошее качество записи при небольшом объёме передаваемых данных.
В ноябре 2006 года была завершена покупка YouTube компанией Google за 1,65 миллиарда долларов[8]. До покупки YouTube у Google был сервис схожей направленности — Google Видео. Представители Google не стали закрывать его, а использовали его как место поиска видео по всем видеохостинговым сайтам. В настоящее время поиск Google Video включает и YouTube.
Самое первое видео — 18-секундный ролик любительской съёмки Джаведа Карима в зоопарке Сан-Диего — было размещено на YouTube 23 апреля 2005 года в 20:27 по местному времени[9].
13 ноября 2007 года YouTube запустил русскую версию портала по адресу https://www.youtube.com, открывшуюся клипом Петра Налича[10].
9 июля 2010 года Google объявила о поддержке IMAX на YouTube[11].фис компании в Калифорнии
2 декабря 2011 года YouTube запустил новую версию интерфейса сайта, с видео каналов отображаются в центральной колонке на главной странице, похожие на ленты новостей на сайтах социальных сетей. В то же время, новая версия логотипа YouTube была введена в более тёмный оттенок красного, первое изменение в дизайне с октября 2006 года[12].
В феврале 2013 года был обновлён дизайн каналов[13].
В августе 2013 года появилась строка вверху страницы, которая показывала статус загрузки видео[14].
27 июня 2014 года YouTube объявил о том, что вскоре он начнёт поддерживать видео с частотой 48 и 60 кадров в секунду. Это обновление уже вступило в силу[15].
27 января 2015 YouTube почти полностью перешёл на HTML5-плеер, заменив стандартный вместо Flash[16][17].
23 февраля 2015 года YouTube запустил приложение для детей под названием «YouTube Kids»[18].
16 марта 2015 года YouTube запустил новый сервис «Подсказки», заменяющий аннотации в видео на мобильных устройствах[19].
В июле 2015 года приложение для Android обновилось до версии 10.28. Наиболее важное изменение в нём — видео, снятые вертикально, в полноэкранном режиме автоматически переворачиваются на 90 градусов и занимают весь экран[20]. В 2017 году YouTube сообщил о запуске собственной телевизионной платформы YouTube TV, которая появится на территории США в ближайшие несколько месяцев. Сервис будет работать в онлайн-режиме. Теперь пользователям можно не приобретать подписку на спутниковое или кабельное телевидение. За $35 в месяц подписчики получат онлайн-доступ к основным вещательным сетям и кабельным каналам. В пакет также войдёт услуга YouTube Red, которая позволяет смотреть ролики без рекламы. За дополнительную плату можно будет подключить футбольное телевидение и премиум-канал Showtime[26].